Berlino auto da corsa
Il team HTW Berlin Motorsport partecipa al concorso internazionale di design per studenti "Formula Student" dal 2006. Per questo, gli studenti costruiscono una macchina da corsa, la "Berlin Race Car", e devono qualificarsi per partecipare alle gare individuali.
Naturalmente, l'auto da corsa deve anche essere veloce, ma i tempi di guida sono solo un criterio. Prima che il veicolo possa scendere in pista nelle varie discipline, la squadra deve difendere il suo progetto di fronte a un team di esperti, mettendo alla prova il progetto meccanico ed elettrico.
Dal 2017, la Formula Student non ha più solo le classi "Combustion" ed "Electric", ma anche la nuova classe "Driverless". Qui, il veicolo deve guidare autonomamente in diverse discipline. La pista è segnata da coni di traffico di diversi colori.
Il team HTW Berlin Motorsport ha deciso di partecipare a questo nuovo formato. Questa è una sfida enorme. Un punto centrale di un veicolo autonomo è la sua tecnologia dei sensori. E tra i sensori, i sensori ottici, cioè le telecamere, giocano un ruolo centrale.
Pertanto, il team motorsport è stato molto contento che nel 2017, la società MATRIX VISION ha fornito una telecamera del tipo mvBlueFOX3-2089a è stato reso disponibile. Il sensore della telecamera Sony IMX267 ha l'alta risoluzione necessaria per essere in grado di riconoscere i coni stradali relativamente piccoli anche ad una distanza maggiore. La necessaria pre-elaborazione dell'immagine è anche già fatta nella telecamera.
La telecamera ha una connessione USB3 attraverso la quale le immagini vengono trasmesse al computer di controllo con solo un breve ritardo e non compresse, un sistema embedded (NVIDIA Jetson TX2) su cui gira un sistema operativo Ubuntu Linux così come streamer, OpenCV e ROS (Robot Operating System) come ulteriori componenti software. Questo computer di controllo centrale è collegato ad altri sensori, attuatori e all'unità di controllo del motore tramite CAN bus e invia i dati operativi a una stazione base tramite WLAN.
L'integrazione della telecamera è stata facile grazie al mvIMPACT Acquire SDK, che è disponibile anche sotto Linux. Con un po' di codice adattatore, il team è riuscito a collegare le immagini della telecamera all'elaborazione delle immagini in tempo reale di OpenCV. Inoltre, il computer Linux esegue una compressione video H.264 supportata dall'hardware delle immagini al fine di registrarle per una successiva valutazione, oltre ad offrire un'anteprima dal vivo come flusso RTSP via WLAN, che può essere utilizzato per regolare e controllare la telecamera immediatamente prima del lancio.
L'mvIMPACT Acquire SDK può anche essere usato per configurare comodamente tutti i parametri di registrazione necessari. Per esempio, l'esposizione è adattata all'area della carreggiata che il veicolo percorrerà nel prossimo secondo. Il tempo di esposizione è stato anche limitato per evitare il motion blur. Queste impostazioni hanno mostrato i vantaggi di una telecamera industriale rispetto alla soluzione consumer "completamente automatica" che era stata precedentemente testata.
Dopo l'integrazione del software, il team ha completato i primi test drive con la telecamera nell'autunno 2017, che a questo scopo doveva ancora essere temporaneamente al veicolo perché le modifiche strutturali non sono possibili durante la stagione.
L'auto da corsa progettata per la stagione 2018 è stata ora dotata di un supporto fisso per la telecamera in modo che le immagini della telecamera siano registrate durante tutte le corse di allenamento e le gare. Questo per generare una serie di immagini di allenamento che ritraggono i coni del traffico in diverse condizioni di luce e di tempo. Queste immagini saranno utilizzate per rendere l'algoritmo di rilevamento dei coni ancora più robusto. Se tutto va come previsto, la "Berlin Race Car 2018" effettuerà i suoi primi test di guida autonoma con la telecamera di MATRIX VISION 2018.
HTW Berlin Motorsport è organizzata come un'associazione senza scopo di lucro. Gli studenti lavorano a questo progetto parallelamente ai loro studi e contano sul sostegno degli sponsor. Vorremmo quindi esprimere i nostri più sinceri ringraziamenti a MATRIX VISION per la loro sponsorizzazione e sostegno.
Testo: Prof. Dr. Frank Bauernöppel, Susanne Nelke, Nathalie Scholl